苹果手机挂失

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基于NFC技术的智慧校园系统研究

作者：王晓庆

来源：《电脑知识与技术》2015年第27期

摘要：李克强总理2015政府工作报告中将“互联网+”作为一项国家战略，“互联网+”将深

刻改变传统教育生态的结构和心态。十三五规划中，各大高校将“互联网+”与教育进行融合，

纷纷开展基于NFC技术的“智能校园系统”研究。智慧校园系统将通过具有智能校园卡功能的

NFC智能手机，实现各项校园应用场景，优化了用户体验，效率和可靠性，从而提高学生的

校园生活，提升改造工程已完成后的校园管理。

关键词：NFC；智慧校园；互联网+；一卡通

中图分类号：TN99文献标识码：A文章编号：1009-3044（2015）28-0053-03

RearchonIntelligentCampusSystemConstructionBadonNFC

WANGXiao-qing

（NanjingUniversityofFinanceandEconomics，Nanjing210023，China）

Abstract：InfluencedbythefusionofInternetPlusandeducation，theuniversitieslaunchthe

constructionof“IntelligentCampusSystem”throughtheapplicationofNFCSmartCampusCard.

ThroughreviewingthefunctionsofNFCmobilephonesmartcampuscard，themultipleapplication

scenesoncampusaredemonstratedandtheadvantagesareindicatedasmulti-function，optimized

urexperience，efficiencyandreliability，whichimprovethecampuslifeofstudentsandenhance

thecampusmanagementaftertherenovationprojecthavebeencompleted.

Keywords：InternetPlus；NFC；NFCmobilephonesmartcampuscard；Intelligent

CampusSystem

李克强总理在2015年政府工作报告中，首次提出制定“互联网+”行动计划，“互联网+”将

深刻改变传统教育生态的结构与形态。十三五规划中，各大高校都在提倡“智慧化校园”的理

念，以全面应对“互联网+”带来的挑战：一是完善数字化校园平台，提供基于身份的个性化定

制服务；二是开发移动客户端，逐步将综合信息服务平台平移到移动端；三是推广NFC校园

智慧卡工程，拓展应用场景和使用方式。

智能手机的普及为NFC技术的发展提供了契机，NFC手机校园智慧卡将校园卡的功能植

入NFC手机，把学习、生活、工作有机地结合在一起，改变和扩展了原有传统校园卡的应用

场景和使用方式，进一步推动智慧校园的发展。目前大部分手机厂商都推出支持NFC功能的

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手机（苹果手机具有NFC功能，但iOS最新版本还未向ApplePay以外的应用开放NFC）；

根据Gartner公司预测，到2017年，全球移动支付预计将达到7210亿美元，拥有4.5亿个移动

支付用户[1]，其中NFC技术将于2016年开始进入快速增长期；据AC尼尔森调查统计，82%

的市民愿意把公交卡、银行卡集成在手机使用，相信在这些趋势的利好下，NFC应用将逐步

融入我们的生活。

1高校一卡通建设现状

1.1系统功能与应用

目前高校的一卡通系统，主要是依托校园卡，不断丰富各类应用，基本上覆盖了校园餐厅

与超市消费、银行卡圈存、浴室水控、宿舍电控购电、宿舍无障碍通道、图书借阅等应用场

景。并通过校园卡，替代了各种证件和有价票证，实现了有效的身份识别和智能化电子钱包

[2]。

1.2应用现状与问题

高校的一卡通系统兴建始于几年前，大多数高校都已运行多年，相对于发展迅速的IT行

业，系统的安全性、方便易用性已逐渐落后，软件系统也亟需升级换代，更需要与“十二五规

划”中的校园信息化项目进行完美结合。通常存在以下问题：

1）设备老化故障率高

各类终端硬件设备是使用年限过长，部分硬件设备开始老化，维修率在逐年上升，给使用

者和管理者带来很多不便，也给维修人员带来大量的工作量；部分开水水控和浴室淋浴水控采

用的是较早的灌胶模式的水控。系统厂家设备早已停产，不再生产。水控器的工作环境十分恶

劣，原来水控的维护工作量很大，设备容易出现各种故障不能正常工作。由于设备的特殊性设

备返修维修周期也比较长，给全校的师生带来了很大的不便利。

2）原有平台和终端不支持新功能、系统扩展性不足

随着电信互联的快速发展，基于CPU卡片一卡通的应用越来越多，也越来越广。但目前

CPU卡片一卡通技术在部分高校现有的系统上实现存在很大的难度：无法兼容一卡通部分性

能好、工作稳定的新产品，不支持一些新的自助服务终端，无法使用自助终端取代工作人员来

处理各种业务，如自助现金充值机，自助补卡机等。无法实现一些基于CPU系统平台的新功

能，如NFC空中充值，NFC空中发卡、NFC终端自助缴费等功能。如：北京邮电大学、南京

师范大学、河南大学、河南工业大学、河南农业大学等已经完成M1到CPU系统平台的升

级。

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3）M1卡片安全性和卡片扩展空间受限

目前学校大部分持卡人员使用的M1卡（非接触式IC卡），其安全性和扩展性相对于

CPU卡明显落后和不足，见下表对比：

从以上2个对标表格看出，M1卡，也就是所说的逻辑加密卡，其采用加密方式是固定密

码，而采用非接触CPU卡智能卡采用的是动态密码，并且是一用一密，即同一张非接触CPU

卡智能卡，每刷一次卡的认证密码都不相同，这种智能化的认证方式使得系统的安全性得到提

高。逻辑加密卡（M1）由于不具有运算能力，就不可能产生交易的验证码[6]。同时M1卡片

空间限制也无法扩展到公交等外部系统的使用，包括基于CPU平台的新平台、新终端、新应

用。

2NFC手机校园智慧卡

2.1NFC技术

NFC是一种高频无线通信技术，应用NFC技术的手机相当于把手机变成了支付终端，可

以直接刷机支付。电信通过NFC技术打造一个支付平台，在这个平台上实现各种交易信息的

传递。校园一卡通与电信手机NFC的结合，既可以作为银行卡实现POS机刷卡，也可以作为

校园卡充值、消费、查询余额，还可以用作校园的门禁身份认证。这一切，都是NFC技术通

过与SIM卡绑定实现的，而且安全有保证。结合NFC技术的优点，手机NFC充值消费已经开

始在市政公交系统中开始应用，在校园生活系统中也将成为不可忽视的移动空圈力量。

随着移动支付技术的发展和支付手段的多样化，信息通信技术的发展将服务于高校的教

学、生活和校园管理。NFC校园智慧卡将通过高技术芯片嵌入到NFC手机的UIM卡中，实现

手机门禁、课堂考勤、会议签到、迎新注册、缴费支取、手机钱包、图书借阅等各项功能，提

供了具有开放性、灵活性、面向全部应用的服务管理平台，为师生员工提供了一个全新的、方

便的、高效的工作、学习、生活方式。

NFC手机校园智慧卡系统满足“数字化生活”的两个条件：一是“一机”，即校园内每人一部

手机，而不需要其它任何证件；二是“通”，即校园内所有的日常生活、学习、生活都可以一部

手机的基础上实现通用，师生员工将因NFC校园智慧卡而更加简单便捷。

2.2应用优势

1）多卡合一，丰富应用场景

NFC手机钱包为多卡合一的电子钱包，实现了普通钱包向NFC手机的迁移，进一步拓展

了手机钱包的应用范围，为全校师生带来了更便捷的生活、更自由的消费、更贴心的服务。

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2）多行业多应用融合，极致用户体验

NFC校园智慧卡用户在实现食堂就餐、超市购物、图书借阅、课堂考勤、无障碍通道、

校内班车等基础应用的同时，也可实现电子钱包的各项功能，搭乘公交、地铁、散户等小额支

付领域刷卡消费。

3）多种校园应用自主体验，即想即所用

学校通知通告、迎新报道、无障碍通道、消费、缴费等各应用集成在手机APP上展现，

方便自主业务办理，既节省了业务办理时间，又提升了管理效能。

4）“三空”特色应用，让智慧贴近你我生活

无需到处找网点，随时随地通过手机APP自助办理空中发卡、空中换卡和空中圈存的特

色业务，给用户一种全新快捷的自主体验。

5）一查便知，随时随地在您身边

随时随地查询余额和使用记录，查阅校园通知公告、课程安排、考试成绩等，便于自我管

理。

2.3业务功能

1）读卡器模式：NFC支持双向无线认证和通信，NFC手机可模拟读卡器进行读卡、写卡

操作。通过相应手机APP，可以将NFC手机作为读卡器、消费机、充值机、考勤机、签到

机、圈存机等使用。

2）身份识别：实现个人NFC手机作为个人信息的载体，应用于各个需要身份识别的环

境下，主要用于校门出入门禁、实验室门禁、宿舍无障碍通道、会议签到、课堂考勤等。

3）点对点交换：两个NFC手机相连接，可以点对点进行数据传输，如下载音乐、图片互

传、互换通讯录、课件传送等。

4）信息查询：NFC手机作为一部智能中断，可以通过APP随时随地查询余额和使用记

录，查阅校园通知公告、课程安排、考试成绩、校内导航等。

5）移动支付：实现校园卡、公交卡和银行卡等多卡合一，将多个电子钱包整合到一部手

机上。用户将NFC手机靠近相应的POS机进行支付，并确认消费。

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6）“三空”操作：用户通过一键启动校园NFC手机校园智慧卡客户端APP，填写个人信

息，后台进行用户身份识别后将用户身份识别信息直接下载至电信NFC-UIM卡上，即可完成

开卡。换卡与圈存操作也是通过与后台系统连接，完成相应功能。

2.4升级目标与意义

2.4.1一卡多用

升级现有校园一卡通系统，使师生使用一张卡片，可以同时实现校园卡和公交卡、地铁

卡、金融IC卡、工作证等功能、实现一张卡片，既可以在校园内支付、购物、借书，也可以

乘坐城市公交、地铁等校外场所服务。满足校内外商场超市、公交地铁等多种支付应用，车票

门票、门禁、考勤等多种身份识别应用，支持自助现金充值机和自助补卡机，节省一卡通管理

人员的人力成本。为今后金融IC卡、NFC手机一卡通的扩展做铺垫，使高校一卡通系统成为

智慧校园建设的新亮点。

2.4.2业务覆盖

覆盖校园及周边商圈的O2O业务，打造优质的高校支付生态环境：利用校园卡快捷方便

的线下支付能力，打造线下支付通道；结合校内在线支付平台、支付宝、快钱等第三方线上支

付通道；校园卡走出校园，做校园周边商圈；提供针对学生群体的网上团购业务，保证为学生

提供最优质的资源服务；和学校、电商共同打造优质O2O高校支付生态环境。

2.4.3数据挖掘、校情分析

整合学校现在各个系统平台资源，进行数据深度挖掘、可视化校情分析；依托一卡通业务

系统的基础数据开展针对持卡用户的行为分析，掌握学生就餐、消费、图书借阅、上课、出入

宿舍等活动规律；为各部门负责学生工作的教师提供了真实客观的依据，便于做出合理正确的

决策[7]。帮助学校提升后勤、教务、图书馆等多个部门的管理水平。例如：对于就餐次数正

常，但是每餐消费金额过少的学生，可以为助学贷款发放的审查等工作提供辅助决策。

2.4.4支持NFC扩展

将高校一卡通平台升至基于CPU系统的标准化系统，是系统后续支持NFC一卡通的基本

要求。第一步，升级至NFC平台，可以使用NFC预置卡片，师生可使用NFC手机替换现有

的学生卡，应用于校园门禁，食堂、超市消费等应用场景；第二步，可通过手机客户端进行空

中发卡、空中充值、空中圈存、缴纳水电费、消费充值记录查询、自助挂失等操作。使一卡通

的使用更方便，更快捷。

3结论

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基于NFC技术的智慧校园建设，将更好的整合校内资源，全面提升学校管理效率和管理

水平，更好地为师生员工提供更为便捷地服务，更好地将学生、生活、工作有机融合在一起，

随时随地连接学校的各项应用，同时又拓展到社会应用，改变和扩展了原有传统校园卡的应用

场景和使用方式，进一步推动智慧校园的发展[8]。

参考文献：

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25-26.

[2]吴铭心.大学校园一卡通的研究与实现[J].信息安全与技术，2011（6）：69-72.

[3]毕双龙.智能卡操作系统通讯模块的设计与实现[D].北京邮电大学，2011.

[4]于安源，关凤霞，孙世杰，等.单相载波预付费电子式电能表：CN，CN201819953

U[P].2011.

[5]张康明，周伟锋，付根利，等.采用商用密码的ic卡门禁终端及其操作方法：CN，

CN101840592B[P].2013.b

[6]张长勇，源杨，王小矿，等.基于智能卡和动态密码的身份认证系统：CN，

CN100492966C[P].2009.

[7]林洁.高校教师档案的用途与管理研究[D].苏州大学，2008.

[8]丁琼，肖监.NFC技术在智慧校园系统中的应用研究[J].电子技术与软件工程，2015，

第14期：106-107.